本发明专利技术公开一种用于铜顶吹生产过程的控制系统及方法，涉及复杂工业工程工艺参数优化方法技术领域，系统包括，铜顶吹吹炼控制子系统、数据分析子系统、炉渣检测子系统；本发明专利技术以顶吹炉产品质量为目标，将机理建模方法与案例推理技术相结合，实现对吹炼过程操作参数的优化控制。该控制系统可对入炉物料进行精准配比，得到顶吹吹炼过程中的优化操作参数，为工艺过程中操作参数的优化控制提供理论依据和科学的优化指导，避免由于参数波动造成产品质量下降，稳定粗铜品位、粗铜温度和渣中Fe/CaO等重要参数，实现吹炼连续稳定生产，本发明专利技术为安全运营提供了重要技术保障。安全运营提供了重要技术保障。安全运营提供了重要技术保障。
【技术实现步骤摘要】
一种用于铜顶吹生产过程的控制系统及方法
[0001]本专利技术涉及复杂工业工程工艺参数优化方法
，具体涉及一种用于铜顶吹生产过程的控制系统及方法。
技术介绍
[0002]铜顶吹吹炼机理复杂，具有强非线性、时变、大滞后等特点，化合物组分含量难以在线检测，导致该工艺操作难度大和自动调整技术难以实现，而手工调整及经验控制导致企业生产效率低、资源消耗大、产品质量不稳定等不良结果。
[0003]随着铜顶吹吹炼生产过程大型化、复杂化，对生产过程的产品质量产率、安全以及对环境影响的控制要求越来越严格，常规的PID控制、传统的过程建模方法已不能满足现代化工业生产过程优化控制的要求。
[0004]由于铜顶吹吹炼环境较为恶劣，高温、高烟气、高粉尘使得过程状态变量的在线检测更加不易，求解数模所需要的边界条件难以确定和测量，不利于建立准确可靠的数学系统。
[0005]因此如何根据工艺机理及长期生产运行中积累的实际数据，实现对铜顶吹吹炼过程的工艺参数进行优化控制，对稳定生产、提高产品质量具有十分重要的意义。
技术实现思路
[0006]为了解决现有技术问题，本专利技术提供了一种用于铜顶吹生产过程的控制系统，包括，
[0007]铜顶吹吹炼控制子系统、数据分析子系统、炉渣检测子系统，其中，
[0008]铜顶吹吹炼控制子系统用于采集入炉物料的物料量、物料种类以及吹炼参数，并将采集到的第一数据传输到数据分析子系统，其中，入炉物料用于铜顶吹吹炼；
[0009]炉渣检测子系统用于采集在铜顶吹吹炼过程中产生的炉渣的Fe/CaO含量，并将采集的Fe/CaO含量传输到数据分析子系统；
[0010]数据分析子系统用于通过分析物料量、物料种类、Fe/CaO含量，实时控制吹炼参数，其中，数据分析子系统还用于通过铜顶吹产物，获得铜顶吹产物对应物料种类以及物料种类对应的物料量。
[0011]优选地，铜顶吹吹炼控制子系统包括，
[0012]第一数据采集模块，用于采集吹炼参数以及通过输入的方法采集物料量、物料种类；
[0013]第一控制模块，用于自动调整吹炼参数、物料量、物料种类；
[0014]第一通信模块，用于铜顶吹吹炼控制子系统与数据分析子系统进行数据交互；
[0015]第一数据分析模块，用于通过分析吹炼参数，获得第一指令以及预警信号，其中，第一指令用于控制第一控制模块对吹炼参数进行调整；
[0016]预警模块，用于根据预警信号，通过控制预警装置进行预警，其中，预警装置至少
包括声音预警装置、灯光预警装置。
[0017]优选地，第一通信模块为5G光纤模块；
[0018]铜顶吹吹炼控制子系统还包括第一显示模块；
[0019]第一显示模块用于显示吹炼参数、物料量、物料种类、预警信号。
[0020]优选地，炉渣检测子系统包括，
[0021]第二数据采集模块，用于实时采集Fe/CaO含量；
[0022]第一数据存储模块，用于存储Fe/CaO含量；
[0023]第二通信模块，用于炉渣检测子系统与数据分析子系统进行数据交互。
[0024]优选地，数据分析子系统包括，
[0025]第三通信模块，用于数据分析子系统分别与铜顶吹吹炼控制子系统、炉渣检测子系统进行数据交互；
[0026]第二数据存储模块，用于存储每次铜顶吹吹炼过程中，控制系统产生的数据，并将数据通过案例的形式进行存储，获得案例库；
[0027]第三数据分析模块，用于基于案例库，根据物料种类、Fe/CaO含量，获得物料量；
[0028]第二控制模块，用于根据物料量，获得第二指令，其中，第二指令用于控制物料量。
[0029]优选地，第三数据分析模块还包括，
[0030]数据分析单元，对案例进行数据分析，获得基于物料种类、Fe/CaO含量的特征向量；
[0031]配料单元，用于根据特征向量以及通过铜顶吹吹炼控制子系统采集的物料种类，获得物料量；
[0032]反馈单元，用于根据特征向量以及通过炉渣检测子系统采集的Fe/CaO含量，获得物料量。
[0033]优选地，数据分析单元还用于根据Rough集理论，对案例进行分析，获得物料种类、物料量；
[0034]配料单元还用于根据物料种类，获得物料量。
[0035]优选地，物料种类至少包括冰铜、渣精矿、块煤、冷料、石灰石。
[0036]优选地，数据分析子系统还包括大数据分析模块，
[0037]大数据分析模块用于基于案例库，获得物料种类的第一范围值、物料量的第二范围值、Fe/CaO含量的第三范围值，并根据第一范围值、第二范围值、第三范围值，通过获取实时采集到的物料种类、物料量、Fe/CaO含量，对铜顶吹吹炼产物进行预测获得第一预测结果，以及对吹炼参数进行预测获得第二预测结果；
[0038]第二控制模块还用于根据第二预测结果，获得第三指令，其中，第三指令用于动态调整吹炼参数；
[0039]数据分析子系统还包括第二显示模块；
[0040]大数据分析模块还用于根据第一预测结果生成第一预测走势图，以及根据第二预测结果生成第二预测走势图；
[0041]第二显示模块用于显示物料种类、物料量、Fe/CaO含量、吹炼参数、第一预测结果、第二预测结果、第一预测走势图、第二预测走势图。
[0042]一种用于铜顶吹生产过程的控制方法，包括以下步骤：
[0043]S1.依据物料平衡，根据顶吹吹炼的目标成分，在限定的物种的使用范围内，获取各种原料使用的最佳配比方案；
[0044]S2.根据Rough集理论，构建案例库，案例库用于根据不同的问题按不同的索引进行案例检索并得出结论；
[0045]S3.利用案例库的索引和组织结构，根据顶吹吹炼的问题描述在案例库中寻找与该运行工况最相似的现有案例；
[0046]S4.根据现有案例，对实际运行工艺操作参数进行调控，获取实际运行工艺的最主要差异，利用公式或规则得出新解决方案，并验证新解决方案的可行性后，根据新解决方案对顶吹吹炼进行调整，其中，新解决方案还用于更新案例库。
[0047]本专利技术公开了以下技术效果：
[0048]本专利技术的优点在于，本专利技术解决由于工艺流程长，生产过程不确定性严重，作业参数调整的滞后性的问题；
[0049]本专利技术大幅减少由于工况条件等波动引起的生产不稳定问题，为吹炼生产作业的稳定、安全运营提供重要技术保障；
[0050]本专利技术采用大数据进行分析处理，对未来的运行情况进行预测和判断，在故障发生前进行处理，避免故障的发生。
附图说明
[0051]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还根据这些附图获得其他的附图。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于铜顶吹生产过程的控制系统，其特征在于，包括，铜顶吹吹炼控制子系统、数据分析子系统、炉渣检测子系统，其中，所述铜顶吹吹炼控制子系统用于采集入炉物料的物料量、物料种类以及吹炼参数，并将采集到的第一数据传输到所述数据分析子系统，其中，所述入炉物料用于铜顶吹吹炼；所述炉渣检测子系统用于采集在铜顶吹吹炼过程中产生的炉渣的Fe/CaO含量，并将采集的所述Fe/CaO含量传输到所述数据分析子系统；所述数据分析子系统用于通过分析所述物料量、所述物料种类、所述Fe/CaO含量，实时控制所述吹炼参数，其中，所述数据分析子系统还用于通过铜顶吹产物，获得所述铜顶吹产物对应所述物料种类以及所述物料种类对应的所述物料量。2.根据权利要求1所述的一种用于铜顶吹生产过程的控制系统，其特征在于，所述铜顶吹吹炼控制子系统包括，第一数据采集模块，用于采集所述吹炼参数以及通过输入的方法采集物料量、所述物料种类；第一控制模块，用于自动调整所述吹炼参数、所述物料量、所述物料种类；第一通信模块，用于所述铜顶吹吹炼控制子系统与所述数据分析子系统进行数据交互；第一数据分析模块，用于通过分析所述吹炼参数，获得第一指令以及预警信号，其中，所述第一指令用于控制所述第一控制模块对所述吹炼参数进行调整；预警模块，用于根据所述预警信号，通过控制预警装置进行预警，其中，所述预警装置至少包括声音预警装置、灯光预警装置。3.根据权利要求2所述的一种用于铜顶吹生产过程的控制系统，其特征在于，所述第一通信模块为5G光纤模块；所述铜顶吹吹炼控制子系统还包括第一显示模块；所述第一显示模块用于显示所述吹炼参数、所述物料量、所述物料种类、所述预警信号。4.根据权利要求3所述的一种用于铜顶吹生产过程的控制系统，其特征在于，所述炉渣检测子系统包括，第二数据采集模块，用于实时采集所述Fe/CaO含量；第一数据存储模块，用于存储所述Fe/CaO含量；第二通信模块，用于所述炉渣检测子系统与所述数据分析子系统进行数据交互。5.根据权利要求4所述的一种用于铜顶吹生产过程的控制系统，其特征在于，所述数据分析子系统包括，第三通信模块，用于所述数据分析子系统分别与所述铜顶吹吹炼控制子系统、所述炉渣检测子系统进行数据交互；第二数据存储模块，用于存储每次铜顶吹吹炼过程中，所述控制系统产生的数据，并将所述数据通过案例的形式进行存储，获得案例库；第三数据分析模块，用于基于所述案例库，根据所述物料种类、所述Fe/CaO含量，获得所述物料量；第二控制模块，用于根据所述物料量，获得第二指令，其中，所述第二指令用于控制所
述物料量。6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵金元，李桂海，唐海亮，田加科，
申请(专利权)人：北京瑞太智联技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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